Das Müllheizkraftwerk in Coburg-Neuses wird im November für zwei Wochen zum riesigen Prüflabor: Dann werden dort Karbonverbundwerkstoffe verbrannt und mit aufwendiger Mess- und Prüftechnik untersucht, ob die Kohlenstofffasern vollständig verbrannt sind, die Fasern sich in den Filtersystemen des MHKW oder gar in der Verbrennungsschlacke finden. Auch Auswirkungen auf den Verbrennungsofen selbst und auf die Elektrik sowie die Filteranlagen finden die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler und Techniker.


Kommt in vielen Alltagsgegenständen vor

Der hochtechnologische Werkstoff aus Kohlenstofffasern in Verbindung mit Kunststoffen kommt in immer Gegenständen des Alltags vor. Laptop-Gehäuse, Mobiltelefon-Schalen, Rennräder und Mountainbikes, Sportschuhe, leichte Karosserieteile und komplette Flugzeugrümpfe und -tragflächen werden aus dem leichten und dennoch äußerst formstabilen Material gefertigt. Schätzungen gehen davon aus, dass im Jahr 3000 bis 4000 Tonnen Karbonverbundwerkstoffe in Deutschland entsorgt werden. Weltweit sollen es 120 000 Tonnen sein.

Es gibt bislang wenig Erkenntnisse, wie sich Karbon in der Müllverbrennung verhält. "Bei dem Versuchsprojekt geht es darum, herauszufinden wie das Material am besten zu entsorgen ist", erläuterte der Leiter des Müllheizkraftwerkes, Peter Baj, am Dienstag. "Die Verbrennung dieser Stoffe ist aber nicht ganz ohne Probleme", so Baj weiter. Denn Kohlenstofffasern leiten Elektrizität. "In anderen Anlagen hat es deshalb schon Kurzschlüsse und damit Betriebsausfälle gegeben."


Anlagen können versagen

Wegen dieser Eigenschaft werden Kohlenstofffaser in sogenannten Graphitbomben eingesetzt. Die in einer Bombe eingebrachten kurzen Kohlenstoff-Faserabschnitte werden durch die Explosion verteilt, gelangen durch Luftströmung, Lüftungs- und Kühlsysteme in elektrischen Anlage und Geräten verteilt und erreichen selbst unzugängliche Stellen im Inneren von Computern. Die hervorgerufenen Kurzschlüsse lassen dann auch große Anlagen versagen, wenn die Steuerungseinrichtungen betroffen sind.

Am Dienstag saßen Vertreter der Regierung von Oberfranken - sie hat den Betrieb des Coburger Müllheizkraftwerkes genehmigt, der Herstellerfirma, des Gewerbeaufsichtsamtes und des Landesamtes für Umweltschutz, der Technischen Universität Aachen sowie des Müllzweckverbandes Nordwest-Oberfranken zusammen, um den Verbrennungsversuch vorzubereiten. "Klar ist", so Ralph Pültz von der Regierung von Oberfranken, "dass es zu keiner Gefährdung der Umwelt kommen darf." Erst vor wenigen Wochen sind im Müllheizkraftwerk die Filteranlagen erneuert worden, "auch ein Grund, warum der Versuch bei uns stattfinden wird", stellt Werkleiter Baj fest.

Eine Woche lang im November werden deshalb an vielen Stellen im gesamten Betriebsablauf des Müllheizkraftwerk Mess- und Prüfeinrichtungen der verschiedensten Art in Betrieb genommen. "An einem Tag wird das Karbonmaterial nach und nach in den Müll eingebracht und mit verbrannt. Die Messungen und Probenentnahmen gehen dann noch zwei Tage weiter", erläutert Peter Baj. Das ganze Projekt, beteiligt sind eine weitere Müllverbrennungsanlage und auch ein Baustoffwerk, wird im März 2019 an der TU Aachen in einen Abschlussbericht münden. "In den nächsten Jahren werden wir auf jeden Fall mehr Karbonwerkstoffe zu entsorgen haben", so Ralph Pültz von der Bezirksregierung. Dann brauche man einen sicheres Verfahren.

Karbon und seine Eigenschaften
Kohlenstofffasern (auch Carbonfasern bzw. fälschlicherweise Kohlefasern) sind industriell hergestellte Fasern aus kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien, die chemische Reaktionen in graphitartig angeordneten Kohlenstoff umgewandelt werden. Um die mechanischen Eigenschaften der Fasern nutzen zu können, werden sie bei der Herstellung von Faserverbundwerkstoffen, insbesondere Faser-Kunststoff-Verbunden, und seit einiger Zeit auch bei keramischen Faserverbundwerkstoffen weiterverarbeitet. Die Bedeutung der kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffe im Hochleistungsmaschinenbau nimmt seit einigen Jahren deutlich zu, bereits vorher kamen sie im Flugzeugbau zur Anwendung. Sie werden in der Luft- und Raumfahrt sowie bei Sportgeräten eingesetzt. So sind das sogenannte Monocoque sowie weitere Teile von Formel-1-Rennwagen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Beispiele aus der Luftfahrt sind das Seitenleitwerk des Airbus A380 oder der Rumpf der Boeing 787. Überall wo Stabilität und Leichtbau gefordert sind, kommt kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff zum Einsatz.